KR102487885B1 - 액정 폴리머 필름 및 이를 포함하는 라미네이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 액정 폴리머(LCP) 필름 및 이를 포함하는 라미네이트에 관한 것이다. 상기 LCP 필름은 서로 대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 가지며, 제1 표면의 첨도(Kurtosis, Rku)는 3.0 내지 60.0이다. Rku로, LCP 필름이 금속 호일과 박리 강도를 개선할 수 있고 LCP 필름을 포함하는 라미네이트가 낮은 삽입 손실의 이점을 유지하는 것을 보장할 수 있다.

Description

액정 폴리머 필름 및 이를 포함하는 라미네이트{LIQUID CRYSTAL POLYMER FILM AND LAMINATE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 라미네이트용 폴리머 필름에 관한 것으로, 더 상세하게는 액정 폴리머(liquid crystal polymer, LCP) 필름 및 이를 포함하는 라미네이트에 관한 것이다.
4 세대 모바일 네트워크(4G)의 데이터 전송 속도, 응답 시간, 및 시스템 용량 등과 같은 성능을 최적화하기 위해, 모바일 통신 기술의 급격한 발전은, 전기 통신 산업이 5G로 약칭된 5 세대 모바일 네트워크를 적극 개발하도록 영향을 미쳤다.
5G 통신 기술은 신호 전송을 위해 고주파 대역을 사용하기 때문에, 신호의 주파수가 높을수록 삽입 손실이 커진다. 고주파 대역을 사용하여 신호 전송을 달성할 목적으로, 고주파에서 삽입 손실을 감소시키기 위해서 낮은 수분 흡수 및 낮은 유전 특성을 갖는 LCP 필름이, 흡습성(hygroscopic property) 및 높은 유전 특성을 갖는 폴리이미드 필름(PI 필름)을 대체하도록 채택되고, 금속 호일과 적층되어 라미네이트를 제조할 수 있다는 것이 알려져 있다.
하지만, 라미네이트의 LCP 필름 및 금속 호일 사이의 계면 접착력이 일반적으로 불충분하며, 회로 기판 상의 구성 성분이 탈착되기 쉬우므로, 후속의 라미네이션 공정이 심하게 악영향을 받을 수 있다. 기술의 발전으로, 라미네이트의 삽입 손실도 감소될 것으로 기대되었다. 따라서, 종래 라미네이트의 현저한 삽입 손실뿐만 아니라 LCP 필름 및 금속 호일 사이의 불충분한 박리 강도의 문제를 해결해야 할 필요성이 여전히 존재한다.
앞서 언급된 문제에 비추어, 본 발명의 목적은, 라미네이트가 낮은 삽입 손실을 갖는 것을 보장하는 것뿐만 아니라 LCP 필름 및 금속 호일 사이의 박리 강도를 향상시키는 것이다.
전술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 1 양태는 LCP 필름을 제공한다. LCP 필름은 서로 대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 갖고, 상기 제1 표면의 첨도(Kurtosis, Rku)는 3.0 이상 60.0 이하이다.
LCP 필름의 제1 표면의 Rku 구성을 제어함으로써, 금속 호일에 적층된 LCP 필름의 접착력이 증가될 수 있고, 이로써 LCP 필름 및 금속 호일 사이의 박리 강도가 향상되고, 라미네이트의 후속 공정 동안에 와이어 탈착과 같은 문제를 추가로 피할 수 있다. 게다가, 상기 기술적 수단은 이러한 LCP 필름을 포함하는 라미네이트가 낮은 삽입 손실을 갖는 것을 보장한다.
일 구현예에서, LCP 필름의 제1 표면 외에, 제2 표면의 Rku도 3.0 이상 60.0 이하일 수 있다. 따라서, 본 발명의 LCP 필름이 제1 표면 및 제 2 표면 중 어느 하나 또는 둘 다를 통해 하나 이상의 금속 호일에 적층되는지 여부와 상관 없이, LCP 필름은 하나 이상의 금속 호일에 우수한 접착력을 가질 수 있고, 이로써 라미네이트가 낮은 삽입 손실을 갖는 조건 하에서 LCP 필름 및 하나 이상의 금속 호일 사이의 박리 강도가 향상될 수 있다.
즉, 본 발명의 LCP 필름을 라미네이트에 적용하는 것은 라미네이트가 특히 하이-엔드 5G 제품에 적합하게 한다.
바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rku는 3.4 이상 60.0 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rku는 3.4 이상 59.9 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rku 및 제2 표면의 Rku는 둘 다 전술된 범위 중 어느 하나 이내일 수 있다. 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rku 및 제2 표면의 Rku는 필요에 따라 같거나 다를 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rku 및 제2 표면의 Rku는 다르다.
바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.09 마이크로미터(μm) 이하일 수 있다. 본 명세서에서, LCP 필름 및 금속 호일 사이의 높은 박리 강도의 달성 이외에, LCP 필름을 라미네이트에 적용하는 것은 삽입 손실을 추가로 감소시킬 수 있고, 따라서 LCP 필름을 포함하는 라미네이트는 하이-엔드 5G 제품에 매우 적합하다. 더 바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Ra는 0.02 μm 이상 0.09 μm 이하일 수 있으며; 보다 더 바람직하게는, 제1 표면의 Ra는 0.020 μm 이상 0.088 μm 이하일 수 있다. LCP 필름의 제1 표면의 Ra를 감소시키는 것에 의해, 상기 라미네이트가 하이-엔드 5G 제품에 매우 적합하도록 상기 LCP 필름을 포함하는 라미네이트의 삽입 손실이 추가로 감소된다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Ra는 0.04 μm 이상 0.09 μm 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Ra 및 제2 표면의 Ra는 둘 다 전술된 범위 중 하나 이내일 수 있다. 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Ra 및 제2 표면의 Ra는 요구에 따라 같거나 다를 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Ra 및 제2 표면의 Ra는 다르다.
바람직하게는, LCP 필름의 제1 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)는 2.0 μm 이하일 수 있고; 더 바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rz는 1.9 μm 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rz는 0.1 μm 이상 2.0 μm 이하일 수 있다. 바람직하게는, LCP 필름의 제1 표면의 Rz는 0.2 μm 이상 2.0 μm 이하일 수 있고; 더 바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rz는 0.3 μm 이상 2.0 μm 이하일 수 있으며; 보다 더 바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rz는 0.3 μm 이상 1.9 μm 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rz 및 제2 표면의 Rz는 둘 다 전술된 범위 중 하나 이내일 수 있다. 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rz 및 제2 표면의 Rz는 요구에 따라 같거나 다를 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명의 LCP 필름의 제1 표면의 Rz 및 제2 표면의 Rz는 다르다.
본 발명에 따르면, LCP 필름은, 상업적으로 이용 가능하거나 종래 원료로부터 제조되는 LCP 수지에 의해 제조될 수 있다. 본 발명에서, LCP 수지는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 히드로퀴논, 레조르신(resorcin), 2,6-나프탈렌디올, 에탄디올, 1,4-부탄디올, 및 1,6-헥사디올과 같은 방향족 히드록시 화합물 또는 지방족 히드록시 화합물; 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카복실산, 2-클로로테레프탈산, 및 아디프산과 같은 방향족 디카르복실산 또는 지방족 디카르복실산; 3-히드록시벤조산, 4-히드록시벤조산, 6-히드록시-2-나프탈렌카르복실산, 및 4'-히드록시-4-비페닐카르복실산과 같은 방향족 히드록시 카르복실산; p-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노비페닐, 나프탈렌-2,6-디아민, 4-아미노페놀, 4-아미노-3-메틸페놀, 및 4-아미노벤조산과 같은 방향족 아민 화합물이 원료로서 사용되어 LCP 수지를 제조할 수 있고, 그 다음 상기 LCP 수지가 본 발명의 LCP 필름을 제조하는데 사용된다. 본 발명의 일 구현예에서, 6-히드록시-2-나프탈렌카르복실산, 4-히드록시벤조산, 및 아세틸 무수물(아세트산 무수물로도 칭함)이 채택되어, 본 발명의 LCP 필름을 제조하는 데 사용될 수 있는 LCP 수지를 얻을 수 있다. 일 구현예에서, LCP 수지의 융점은 약 250 ℃ 내지 360 ℃일 수 있다.
일 구현예에서, 통상의 기술자는 본 발명의 LCP 필름의 제조 동안에, 상이한 요구에 따라, 윤활제, 산화 방지제, 전기 절연제 또는 충전제와 같은 첨가제를 첨가할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 사용 가능한 첨가제는, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리페닐렌 설파이드, 또는 폴리에테르에테르케톤일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따르면, LCP 필름의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, LCP 필름의 두께는 10 μm 이상 500 μm 이하일 수 있고; 바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 두께는 10 μm 이상 300 μm 이하일 수 있으며; 더 바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 두께는 15 μm 이상 250 μm 이하일 수 있고; 보다 더 바람직하게는, 본 발명의 LCP 필름의 두께는 20 μm 이상 200 μm 이하일 수 있다.
전술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 양태는 또한 제1 금속 호일 및 LCP 필름을 포함하는 라미네이트를 제공한다. 제1 금속 호일은 LCP 필름의 제1 표면 상에 배치된다. 즉, 본 발명의 라미네이트에서 제1 금속 호일은 LCP 필름의 제1 표면 위에 적층된다.
일 구현예에서, 본 발명의 라미네이트는, LCP 필름의 제2 표면 상에 배치된 제2 금속 호일을 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 라미네이트에서, 제1 금속 호일은 LCP 필름의 제1 표면 상에 적층되고, 상기 라미네이트에서, 제2 금속 호일은 상기 LCP 필름의 제2 표면 상에 적층된다. 이 구현예에서, LCP 필름의 제1 표면 및 제2 표면 둘 다의 Rku 특성은 동시에 제어되고, 제1 금속 호일 상에 적층된 LCP 필름의 접착력 및 제2 금속 호일 상에 적층된 LCP 필름의 접착력은 둘 다 향상되고, 따라서 LCP 필름 및 제2 금속 호일 사이의 박리 강도뿐만 아니라 LCP 필름 및 제1 금속 호일 사이의 박리 강도 모두 향상된다. 동시에, 라미네이트의 낮은 삽입 손실이 달성된다.
본 발명에 따르면, "적층(stacking)"은 직접 접촉에 한정되지 않고; 또한, 간접 접촉도 포함한다. 예를 들면, 본 발명의 구현예 중 하나에서, 라미네이트에 제1 금속 호일이 직접 접촉 방식으로 LCP 필름의 제1 표면 상에 적층된다. 본 발명의 또 다른 구현예에서, 라미네이트에 제1 금속 호일은 간접 접촉 방식으로 LCP 필름의 제1 표면 상에 적층된다. 특히, 다양한 요구에 따라, 연결층이 제1 금속 호일 및 LCP 필름의 제1 표면 사이에 배치되어, 제1 금속 호일이 상기 연결층을 통해 LCP 필름의 제1 표면과 접촉하도록 할 수 있다. 상기 연결층의 재료는 다양한 요구에 따라 조정될 수 있다. 예를 들면, 연결층의 재료는, 열 저항, 내화학성, 또는 전기 저항과 같은 기능을 제공하기 위해, 니켈, 코발트, 크롬, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 유사하게, 라미네이트에서 제2 금속 호일은 또한 직접 또는 간접 접촉 방식으로 LCP 필름의 제2 표면 상에 적층될 수 있다. 본 발명의 구현예 중 하나에서, LCP 필름 및 제1 금속 호일에 대한 적층 방식 및 LCP 필름 및 제2 금속 호일에 대한 적층 방식이 같을 수 있다. 또 다른 구현예에서, LCP 필름 및 제1 금속 호일에 대한 적층 방식은 LCP 필름 및 제2 금속 호일에 대한 적층 방식과 다를 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일은, 구리 호일, 금 호일, 은 호일, 니켈 호일, 알루미늄 호일, 스테인레스 스틸 호일 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 구현예에서, 제1 금속 호일 및 제2 금속 호일은 다른 재료들로 구성된다. 바람직하게는, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일이 구리 호일이어서, 구리 호일 및 LCP 필름이 적층되어 구리 클래드 라미네이트(CCL)를 형성하도록 할 수 있다. 또한, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일을 제조하는 방법은, 본 발명의 목적에 반하지 아니하는 한, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 금속 호일은 롤-투-롤법(roll-to-roll method) 또는 전착법(electrodeposition method)에 의해 제조될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일의 두께는 특별히 제한되지 않고 통상의 기술자에 의해 다양한 요구에 기반하여 조정될 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에서, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일의 두께는 독립적으로 1 μm 이상 200 μm 이하일 수 있고; 바람직하게는, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일의 두께는 독립적으로 1 μm 이상 40 μm 이하일 수 있으며; 더 바람직하게는, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일의 두께는 독립적으로 1 μm 이상 20 μm 이하일 수 있고; 보다 더 바람직하게는, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일의 두께는 독립적으로 3 μm 이상 20 μm 이하일 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일의 표면 처리는 통상의 기술자에 의해 다양한 요구에 기반하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 표면 처리는 조면화 처리(roughening treatment), 산-염기 처리, 열처리, 탈지 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 프라이머 코팅 처리 등에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일의 거칠기는 특별히 제한되지 않고 통상의 기술자에 의해 상이한 요구에 따라 조정될 수 있다. 일 구현예에서, 제1 금속 호일의 Rz 및/또는 제2 금속 호일의 Rz는 독립적으로 0.1 μm 이상 2.0 μm 이하일 수 있고; 바람직하게는, 제1 금속 호일의 Rz 및/또는 제2 금속 호일의 Rz는 독립적으로 0.1 μm 이상 1.5 μm 이하일 수 있다. 일 구현예에서, 제1 금속 호일의 Rz 및 제2 금속 호일의 Rz는 둘 다 전술된 범위 중 어느 하나 이내일 수 있다. 제1 금속 호일의 Rz 및 제2 금속 호일의 Rz는 필요에 따라 같거나 다를 수 있다. 일 구현예에서, 제1 금속 호일의 Rz 및 제2 금속 호일의 Rz는 다르다.
일 구현예에서, 제3 금속 호일은, 통상의 기술자에 의해 상이한 요구에 따라 추가적으로 제공될 수 있다. 제3 금속 호일은, 필요에 따라 제1 금속 호일 및/또는 제2 금속 호일과 같거나 다를 수 있다. 일 구현예에서, 제3 금속 호일의 Rz는 전술된 제1 금속 호일의 Rz 및/또는 제2 금속 호일의 Rz 범위 중 어느 하나 이내일 수 있다. 일 구현예에서, 제1 금속 호일의 Rz, 제2 금속 호일의 Rz, 및 제3 금속 호일의 Rz는 다르다.
바람직하게는, 제1 금속 호일, 제2 금속 호일, 및/또는 제3 금속 호일은 낮은 프로파일 금속 호일, 예컨대 낮은 프로파일 구리 호일일 수 있다.
일 구현예에서, 라미네이트는 다중 LCP 필름을 포함할 수 있다. 본 발명의 사상에 반하지 않는다는 전제에 기반하여, 본 발명의 다중 LCP 필름 및 전술한 제1 금속 호일 제2 금속 호일, 및/또는 제3 금속 호일과 같은 다중 금속 호일은, 다양한 필요에 따라 적층되어 통상의 기술자에 의해 다중 LCP 필름 및 다중 금속 호일을 갖는 라미네이트를 제조할 수 있다.
본 명세서에서, 용어 "첨도(Kurtosis, Rku)"는 JIS B 0601:2001에 따라 정의되고, 용어 "산술 평균 거칠기(Ra)" 및 "10점 평균 거칠기(Rz)"는 JIS B 0601:1994에 따라 정의된다.
이하에서는, 본 발명의 LCP 필름을 제조하는데 사용되는 원료를 설명하기 위해 다수의 제조예를 제공한다. 다수의 실시예가 본 발명의 LCP 필름 및 라미네이트의 실시를 설명하기 위해 추가로 제공되며, 다수의 비교예가 대조로서 제공된다. 통상의 기술자는 하기의 실시예 및 비교예로부터 본 발명의 장점 및 효과를 쉽게 실현할 수 있다. 본 명세서에서 제안된 설명은 단지 설명을 위한 바람직한 구현예일뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하려고 의도한 것은 아니다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 발명을 실시하거나 적용하기 위해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다.
<<LCP 수지>>
제조예 1: LCP 수지
6-히드록시-2-나프탈렌카르복실산(540 g), 4-히드록시벤조산(1071 g), 아세틸 무수물(1086 g), 인산 나트륨(1.3 g), 및 1-메틸이미다졸(0.3 g)의 혼합물을 3-리터 오토클레이브 안으로 충전하였고, 160 ℃에서 약 2 시간 동안 질소 분위기 하, 정상 압력에서, 아세틸화를 위해 교반하였다. 그 후, 상기 혼합물을 시간당 30 ℃의 속도로 320 ℃로 가열하고 나서, 이 온도 조건 하에서, 760 torr부터 3 torr 이하까지 또는 그 아래로 천천히 감압하였고, 온도를 320 ℃에서 340 ℃로 높였다. 그런 다음, 교반력 및 압력을 증가시켰고, 폴리머를 배출하는 단계, 스트랜드를 연신하는 단계, 및 스트랜드를 펠릿으로 절단하는 단계를 수행하여 약 278 ℃의 융점 및 약 45 Pa·s @ 300 ℃의 점도의 LCP 수지를 얻었다.
제조예 2: LCP 수지
6-히드록시-2-나프탈렌카르복실산(440 g), 4-히드록시벤조산(1145 g), 아세틸 무수물(1085 g), 및 인산 나트륨(1.3 g)의 혼합물을 3-리터 오토클레이브 안으로 충전하였고, 160 ℃ 에서 약 2 시간 동안, 질소 분위기 하, 정상 압력에서 아세틸화를 위해 교반하였다. 그 후, 상기 혼합물을 시간당 30 ℃의 속도로 320 ℃로 가열하고 나서, 이 온도 조건 하에서, 760 torr에서 3 torr 이하로 천천히 감압하였고, 온도를 320 ℃에서 340 ℃로 높였다. 그런 다음, 교반력 및 압력을 증가시키고, 폴리머를 배출하는 단계, 스트랜드를 연신하는 단계, 및 스트랜드를 펠릿으로 절단하는 단계를 수행하여 약 305 ℃의 융점, 약 40 Pa·s @ 300 ℃의 점도의 LCP 수지를 얻었다.
<<LCP 필름>>
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 6: LCP 필름
제조예 1 및 2(PE1 및 PE2)로부터 얻은 LCP 수지를 원료로 사용하여 아래 기재된 방법으로 실시예 1 내지 12(E1 내지 E12) 및 비교예 1 내지 6(C1 내지 C6)의 LCP 필름을 제조하였다.
첫째, LCP 수지를, 직경 27 밀리미터(mm) (제조원: Leistritz, 모델: ZSE27)의 스크류를 구비한 압출기 안으로 넣고, 300 ℃ 내지 320 ℃ 범위의 온도로 가열하고 나서, 시간당 5.5 킬로그램(kg/hr) 내지 8.5 kg/hr의 공급속도로 500 mm 너비의 T-다이로부터 압출시켰다. 그 다음, T-다이로부터 약 5 mm 내지 20 mm로 이격시키고, 각각이 290 ℃ 내지 330 ℃ 범위의 온도를 갖고 약 35 센티미터(cm) 내지 45 cm의 직경을 갖는, 2개의 캐스팅 휠 사이의 공간에, LCP 수지를 옮기고, 약 20 킬로뉴턴(kN) 내지 60 kN의 힘으로 압출한 후, 실온에서의 냉각을 위해 냉각 휠로 이송시켜, 50 μm의 두께의 LCP 필름을 얻었다.
실시예 1 내지 12의 공정은, LCP 수지의 종류, T-다이로부터 캐스팅 휠의 표면까지의 거리, 공급 속도, 및 압출 온도 측면에서 비교예 1 내지 6의 공정과 다르다. 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 6의 파라미터는 각각 아래 표 1에서 나열되어 있다.
표 1: 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 6의 LCP 필름의 제조 파라미터
Figure 112020104849596-pat00001
상기 언급된 LCP 필름의 제조 방법은 본 발명의 실시를 구현하기 위해서만 사용된다. 통상의 기술자는 LCP 필름을 제조하기 위해 라미네이트 연장법(laminate extension method) 및 인플레이션법(inflation method)과 같은 종래의 방법을 채택할 수 있다.
일 구현예에서, LCP 수지를 T-다이로부터 압출한 후, 2개의 고온 저항성 필름을 사용하여 상기 LCP 수지를 2개의 캐스팅 휠 사이의 공간으로 옮겨, 통상의 기술자의 요구에 따라 3층의 라미네이트를 형성할 수 있다. 상기 2개의 고온 저항성 필름을 실온에서 LCP 수지로부터 탈착시켜, 본 발명의 LCP 필름을 얻었다. 고온 저항성 필름은 폴리(테트라플루오로에텐)(PTFE) 필름, 폴리이미드(PI) 필름, 및 폴리(에테르 설폰)(PES) 필름 중에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 통상의 기술자의 상이한 요구에 따라, 얻어진 LCP 필름에 대한 후처리가 수행될 수 있다. 상기 후처리는 폴리싱, 자외선 조사, 플라즈마 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 플라즈마 처리의 경우, 플라즈마 처리를 위해 1 킬로와트(kW)의 전력으로 작동하는 플라즈마를 상이한 요구에 따라 질소, 산소, 또는 공기 분위기 하에서 감압 또는 정상 압력으로 적용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
시험예 1: LCP 필름의 Rku, Ra, 및 Rz
이 시험예에서, 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 6의 LCP 필름을 시험 샘플로서 사용하였다. 각각의 시험 샘플의 표면의 Rku를 JIS B 0601:2001에 따라 측정하였고, 각각의 시험 샘플의 표면의 Ra 및 Rz를 JIS B 0601:1994에 따라 측정하였다.
각각의 시험 샘플의 어느 한 표면의 Rku, Ra, 및 Rz를 측정하기 위해, 24±3 ℃의 온도 및 63±3 %의 상대 습도에서 405 나노미터(nm) 파장의 광원, 1X 광학 줌, 및 50X 배율을 갖는 대물렌즈로 시험 샘플의 표면 형태학 이미지를, 레이저 공초점 주사 현미경(laser confocal scanning microscope)(제조원: Olympus, 모델: LEXT OLS5000-SAF, 대물렌즈: MPLAPON-50xLEXT)로 촬영하였다. 평가 길이 4mm, 컷오프 값(λc) 0.8mm의 고역 필터(high-pass filter), 컷오프 값(λs) 2.5μm의 저역 필터(low-pass filter), 분해능 1024 픽셀×1024 픽셀, 및 오토 틸트 제거(auto tilt removal) 모드를 선택하여 시험 샘플의 Rku를 측정하였다. 평가 길이 4mm 및 컷오프 값 0.8mm를 선택하여 시험 샘플의 Ra 및 Rz를 측정하였다.
상술된 방법에 따라, 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 6의 각각의 LCP 필름의 어느 한 표면의 Rku, Ra, 및 Rz 결과는 아래 표 2에 나열되어 있다.
실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 6A: 라미네이트
시판되는 구리 호일에 적층된 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 6의 LCP 필름으로부터 실시예 1A 내지 12A(E1A 내지 E12A) 및 비교예 1A 내지 6A(C1A 내지 C6A)의 라미네이트를 각각 제조하였다. 시판되는 구리 호일의 제품 설명은 다음과 같다:
구리 호일 1: CF-T49A-HD2, FUKUDA METAL FOIL & POWDER CO.,LTD.에서 구매, Rz: 약 1.2 μm; 및
구리 호일 2: CF-H9A-HD2, FUKUDA METAL FOIL & POWDER CO.,LTD.에서 구매, Rz: 약 1.0 μm.
실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 6A인 각각의 라미네이트에 사용된 LCP 필름의 종류 및 구리 호일의 종류를 표 2에 나열하였으며, 각각의 라미네이트를 다음과 같이 제조하였다.
두께 약 50 μm의 LCP 필름 및 각각 두께 약 12 μm의 2개의 동일한 구리를 먼저 각각 20 cmХ20 cm의 크기로 절단하였다. 그 후, LCP 필름을 2개의 시판 구리 호일들 사이로 개재시켜 라미네이션된 구조를 형성하였다. 상기 라미네이션된 구조를 60 초 동안 180 ℃에서 cm2당 5 킬로미터(kg/cm2)의 압력을 가한 다음, 300 ℃에서 25 분(min) 동안 20 kg/cm2의 압력을 가한 후, 실온으로 냉각시켜 라미네이트를 얻었다.
본 명세서에서, 상기 라미네이트를 위한 라미네이션 방법은 특별히 제한되지 아니한다. 통상의 기술자는 와이어 라미네이션 또는 표면 라미네이션과 같은 종래 기술을 이용하여 라미네이션 공정을 수행할 수 있다. 본 발명에 적용 가능한 라미네이터는, 간헐적 열-프레스 머신(intermittent hot-press machine), 롤-투-롤 휠링 머신(roll-to-roll wheeling machine), 더블 벨트 프레스 머신 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상이한 요구에 따라, 통상의 기술자는 또한 구리 호일로 LCP 필름을 정렬하여 라미네이션된 구조를 형성할 수 있으며, 그 후 가열 단계 및 프레싱 단계를 포함하는 표면 라미네이션으로 가공할 수 있다.
또 다른 구현예에서, LCP 필름 상에 구리 호일과 같은 금속 호일은, 통상의 기술자에 의해 상이한 요구에 따라, 스퍼터링, 전기 도금, 화학 도금, 증착 등을 통해 형성될 수 있다. 또는, 통상의 기술자에 의해 상이한 요구에 따라, 글루층(glue layer), 니켈층, 코발트층, 크롬층, 또는 이들의 합금층과 같은 연결층이 LCP 필름 및 금속 호일 사이에 형성될 수 있다.
시험예 2: 라미네이트의 박리 강도
라미네이트의 박리 강도는 IPC-TM-650 No.: 2.4.9에 따라 측정하였다. 실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 6A의 라미네이트를 각각 에칭된 시편으로서 길이 약 228.6 mm 및 너비 약 3.2 mm의 크기로 절단하였다. 각각의 에칭된 시편을 23±2 ℃의 온도 및 50±5%의 상대 습도에 24 시간 동안 두어 안정화에 도달했다. 그 후, 각각의 에칭된 시편을 시험 머신(제조원: Hung Ta Instrument Co., Ltd., 모델: HT-9102)의 클램프에 양면 접착 테이프로 부착하였다. 그 다음 각각의 에칭된 시편을 50.8 mm/min의 박리 속도에서 힘으로 클램프로부터 박리시키고, 박리 공정 동안의 힘의 값을 연속적으로 기록하였다. 본 명세서에서, 상기 힘은 시험 머신이 견딜 수 있는 힘의 15% 내지 85% 범위 이내로 제어되어야 하며, 클램프로부터 박리 거리는 적어도 57.2 mm 초과되어야 하고, 6.4 mm의 초기 거리에 대한 힘은 무시되며 기록되지 않았다. 결과는 표 2에 나타낸다.
시험예 3: 라미네이트의 삽입 손실(Insertion Loss)
실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 6A의 라미네이트를 스트립 선로 시편(strip line specimen)으로 각각 길이 약 100 mm, 너비 140 mm, 및 저항 약 50 Ohm(Ω)의 크기로 절단하였다. 프로브(제조원: Cascade Microtech, 모델: ACP40-250)를 포함한 마이크로웨이브 네트워트 분석기(제조원: Agilent Technologies, Ltd., 모델: 8722ES)에 의해 10 GHz 하에서 상기 스트립 선로 시편의 삽입 손실을 측정하였다. 라미네이트의 결과를 아래 표 2에 나열하였다.
표 2: 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 6의 LCP 필름과 라미네이트에 사용된 구리 호일의 표면 거칠기 결과 및 실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 6A의 라미네이트의 박리 강도 및 삽입 손실
Figure 112020104849596-pat00002
Figure 112020104849596-pat00003
시험 결과에 대한 고찰
상기 라미네이트에 대한 결과는, 같은 타입의 구리 호일을 갖는 라미네이트의 결과와 비교되어 라미네이트의 성능에 대한 LCP 필름의 영향력을 밝혀냄으로써, 라미네이트의 유리한 효과가 LCP 필름에 기인하고 라미네이트의 성능을 최적하기 위해 유용한 LCP 필름이 확인될 수 있다는 점을, 통상의 기술자가 이해할 것이다.
앞서 표 2에서 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 12 각각의 LCP 필름의 어느 한 표면의 Rku를 3.0 이상 60.0 이하의 범위 이내로 제어하여, 이 LCP 필름과 시판되는 다양한 구리 호일로 제조된 실시예 1A 내지 12A의 라미네이트 전부가 높은 박리 강도 및 낮은 삽입 손실을 나타냈다. 반면, 비교예 1 내지 6 각각의 LCP 필름의 어느 한 표면의 Rku는 상기 범위를 벗어나서, 비교예 1A 내지 6A의 라미네이트는 낮은 삽입 손실뿐만 아니라 높은 박리 강도도 갖지 못했다.
구리 호일 1을 갖는 다중 라미네이트에 대한 결과를 비교 및 분석하였다. LCP 필름의 Rku(예컨대 비교예 1)가 60.0을 초과하는 경우, 제조된 라미네이트(예컨대 비교예 1A)가 현저한 삽입 손실을 나타내었고; 반면, LCP 필름의 Rku(예컨대 비교예 2)가 3.0 미만인 경우, 제조된 라미네이트(예컨대 비교예 2A)가 현저하게 불충분한 박리 강도를 가졌다. 이에 반해, LCP 필름의 Rku(예컨대 실시예 1 내지 6)가 3.0 이상 60.0 이하의 범위 이내로 제어된 경우, LCP 필름 및 금속 호일 사이에 개선된 박리 강도를 나타낼 뿐만 아니라 낮은 삽입 손실도 가졌다.
비록 다른 구리 호일이 사용되더라도, 본 발명의 LCP 필름은 라미네이트에 개선된 박리 강도 및 낮은 삽입 손실을 여전히 제공한다. 특히, 구리 호일 2를 갖는 다중 라미네이트의 결과가 비교 및 분석되었다. 본 발명의 LCP 필름을 사용하지 않은, 비교예 3A 내지 6A과 같은 라미네이트에 대한 결과를 비교해 보면, 3.0 내지 60.0의 범위 이내에 Rku를 갖는, 실시예 7 내지 12와 같은 LCP 필름은, 실시예 7A 내지 12A와 같은 라미네이트가 낮은 삽입 손실뿐만 아니라 개선된 박리 강도를 발휘하도록 한다.
요약하면, LCP 필름의 제1 표면의 Rku를 3.0 이상 60.0 이하로 제어함으로써, 라미네이트는 LCP 필름 및 금속 호일 사이에 개선된 박리 강도를 가질 뿐만 아니라 낮은 삽입 손실을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 라미네이트는 하이-엔드 5G 제품에 매우 적합하다.
비록 본 발명의 구조 및 특징의 세부 사항과 함께 본 발명의 많은 특징 및 장점이 전술한 설명에서 기재되어 있더라도, 본 개시는 단지 예시일 뿐이다. 세부 사항, 특히 첨부된 청구범위가 표현되는 용어의 광범위한 일반적인 의미에 의해 표현되는 한, 본 발명의 기술적 사상 내에서 형태, 크기 및 배열의 일부가 변형될 수 있다.

Claims (11)

  1. 서로 대향하는 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는, 라미네이트에 사용되는 액정 폴리머 필름으로서,
    제1 표면의 첨도(Kurtosis, Rku)는 3.0 이상 60.0 이하이고,
    상기 첨도가 JIS B 0601:2001에 의해 정의되는, 액정 폴리머 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 표면의 Rku는 3.4 이상 60.0 이하인, 액정 폴리머 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 표면의 산술 평균 거칠기가 0.09 μm 이하이고,
    상기 산술 평균 거칠기가 JIS B 0601:1994에 의해 정의되는, 액정 폴리머 필름.
  4. 제3항에 있어서,
    제1 표면의 산술 평균 거칠기가 0.02 μm 이상 0.09 μm 이하인, 액정 폴리머 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    제1 표면의 10점 평균 거칠기는 2.0 μm 이하이고,
    상기 10점 평균 거칠기가 JIS B 0601:1994에 의해 정의되는, 액정 폴리머 필름.
  6. 제5항에 있어서,
    제1 표면의 10점 평균 거칠기는 0.1 μm 이상 2.0 μm 이하인, 액정 폴리머 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 표면의 Rku는 3.0 이상 60.0 이하인, 액정 폴리머 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    제2 표면의 산술 평균 거칠기는 0.09 μm 이하인, 액정 폴리머 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    제2 표면의 10점 평균 거칠기는 2.0 μm 이하인, 액정 폴리머 필름.
  10. 제1 금속 호일 및 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 액정 폴리머 필름을 포함하는 라미네이트로서,
    상기 액정 폴리머 필름의 제1 표면 상에 제1 금속 호일이 배치된, 라미네이트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 라미네이트는 제2 금속 호일을 포함하고, 상기 제2 금속 호일이 상기 액정 폴리머 필름의 제2 표면 상에 배치된, 라미네이트.
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